Xreferat.com » Рефераты по схемотехнике » Изготовление технологического процесса изготовления лампы накаливания общего назначения типа В 220 -25

Изготовление технологического процесса изготовления лампы накаливания общего назначения типа В 220 -25

МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. Н.П. ОГАРЁВА


Факультет светотехнический

Кафедра экономики и управления на предприятии


ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ


на тему: разработка технологического процесса изготовления ламп накаливания

общего назначения типа В 220 -25


по дисциплине: ТПиМ


автор курсового проекта: Д.С. Юрин


специальность: 060800 ЭиУП


обозначение курсового проекта: КП – 02069964 – 060800 – 19 -03


руководитель проекта: Е.Г. Алексеев


проект защищён_____________________ Оценка_____________


Саранск 2003

МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. Н.П. ОГАРЁВА


СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ НА ПРЕДПРИЯТИИ


ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ


Студент: Д.С. Юрин, группа 307

1. Тема: разработка технологического процесса изготовления ламп накаливания

общего назначения типа В 220 -25

2. Срок предоставления проекта к защите:________________________ 22.12.03

3. Исходные данные для проектирования:

1) электрические параметры: Uл = 220 В, Pл = 25 Вт, Jл = 0,11 А

2) световые параметры: Фл = 220 Лм, Нл = 8,8 Лм/Вт

3) срок службы: = 1000 ч.

4) габаритные размеры: l = 105 мм, d = 61 мм, dг = 36 мм

5) тип тела накала: спираль, механизированный монтаж

6) тип колбы: шаровая, изготовленная на автомате

7) наполнение: вакуум

8) ножка гребешковая

9) ввод платинитовый, трёхзвенный

10) стекло СЛ 96-1; а = 0,1 см Т = 110 0С = 2,5 г/см3

С = 0,15 кал*г-1-1 = 0,0019 кал*с-1-1*см-1

11) параметры режима отжига колбы: TВ = 520 0С ТН =410 0С h = 0,3 см

12) параметры режима заварки: То =25 0С Тcт = 900 0С Тст` = 1000 0С

Т = 1000 0С

13) цоколь Е27 - 1

14) мастика: идитоловая

15) маркировка автоматизированная, после заварки серебряной мастикой

на колбе

4. Содержание курсового проекта:

4.1 Конструкция лампы

4.2 Расчётная часть

4.3 Технологическая часть


Руководитель проекта: Е.Г. Алексеев

Задание принял к исполнению

Содержание


Введение 5

1. Конструкторская часть 6

2. Расчётная часть 8

2.1 Расчёт времени отжига 8

2.2 Расчёт времени заварки лампы 10

3. Технологическая часть 13

3.1 Схема технологического процесса 13

3.2 Изготовление вводов 14

3.3 Изготовление крючков 17

3.4 Изготовление тарелок 19

3.5 Изготовление дротов 20

3.6 Изготовление ножки 22

3.7 Изготовление тела накала 27

3.8 Монтаж тела накала 31

3.9 Изготовление колбы 33

3.10 Заварка 34

3.11 Приготовление маркировочной мастики 35

3.12 Маркировка 36

3.13 Откачка 37

3.14 Промывка 38

3.15 Отпайка 39

3.16 Изготовление цоколя 40

3.17 Приготовление цоколёвочной мастики 43

3.18 Цоколевание 44

3.19 Приварка вводов 45

3.20 Обжиг 46

3.21 Контроль и испытания 48

3.22 Технологическая выдержка и упаковка 49

Заключение 51

Список использованных источников 52

РЕФЕРАТ


Пояснительная записка содержит: 52 страницы, 8 рисунков, 1 таблицу, 9 использованных источников


Ключевые слова: ввод, дрот, заварка, крючки, колба, лампа накаливания, маркировка, мастика, откачка, отпайка, тарелка, тело накала, цоколь


Объект разработки: лампа накаливания В 220-25


Цель разработки: разработка технологического процесса изготовления лампы

накаливания общего назначения В 220-25


Методы проведения работы: изучение и анализ учебной литературы, расчётно-

графический


Полученные результаты: разработан технологический процесс изготовления лампы накаливания общего назначения В 220 – 25, получены необходимые данные для проведения заварки лампы и отжига колбы


Степень внедрения: широкого применения


Рекомендации по внедрению: использование лампы в декоративных целях


Экономическая эффективность работы: повышение качества знаний по данной теме


Область применения: светотехническая промышленность

Введение.

Люди давно узнали, что при сильном нагреве предмет излучает свет. Этот принцип лёг в основу работы лампы накаливания. Электрический ток, проходя через тонкую нить сделал жизнь человека намного светлее.

Лампа накаливания – самый распространённый в быту, на данный момент времени, источник света. Она отличается очень низкой ценой, приемлемым качеством цветопередачи и простотой установки.

Сейчас в быт стали внедряться современные компактные люминесцентные лампы, которые обладают лучшими светотехническими характеристиками и потребляют намного меньше энергии, чем лампы накаливания. Однако эти лампы обладают одним существенным недостатком – большой ценой. Поэтому они не получили пока ещё такого широкого распространения.

В этом курсовом проекте дано описание устройства и технологического процесса изготовления лампы накаливания общего назначения В 220 -25. Данная лампа широко используется в быту для местного освещения.

В первой части курсового проекта дано краткое описание устройства лампы накаливания. Во второй части приведены расчёты основных операций производства лампы: расчёт времени отжига колбы и расчёт времени заварки лампы. Третья часть посвящена технологическому процессу изготовления, сборке и испытанию лампы.

1. Конструкторская часть

В зависимости от назначений и требований предъявляемых к отдельным типам ламп накаливания их конструкция может меняться. Однако основные узлы всех типов ЛН остаются общими.


1- нижний припой; 2 – цоколь; 3 - откачная трубка (штенгель); 4 – платинитовый впай; 5 – электрод;

6 – внутреннее звено электрода (ввод); 7 – колба; 8 – вольфрамовая спираль; 9 – держатель спирали;

10 – линза; 11 – штабик; 12 – лопатка ножки; 13 – откачное отверстие; 14 – тарелка; 15 – боковой припой;

16 – конус тарелки; 17 – отпай («носик»); 18 – контактная пластина.

Рис. 1.1 Лампа накаливания общего назначения В 220 -25


Рассмотрим основные элементы лампы накаливания:

Колба – является одним из важных элементов лампы, так как защищает тело накала от вредного воздействия воздуха и окружающей среды. Так же от свойств стекла колбы зависят оптические характеристики лампы.

Тело накала – является источником светового излучения. Чаще всего телом накала является вольфрамовая проволока. Вольфрам обладает большим сопротивлением и большой температурой плавления. Из-за этого его можно нагревать до высоких температур (порядка 2800 – 3000 К), что обеспечивает более высокую световую отдачу по сравнению с другими металлами.

Ввод – предназначен для подвода тока от внешнего источника питания к телу накала. Ввод должен быть вакуум-плотным во всём диапазоне температур при работе источника света, иметь достаточную механическую прочность.

Цоколь – предназначен для фиксации внешних выводов лампы, создания необходимого контакта с патроном светильника и фиксации самой лампы в светильнике. Для ламп накаливания общего назначения В 220-25 используют резьбовые цоколи типа Е27 -1.

Срок службы лампы, а также световые характеристики зависят от условий эксплуатации. При изменении напряжения в сети происходит уменьшение срока службы лампы и изменение светового потока. Также большое влияние на срок службы оказывают различные механические воздействия, температура окружающей среды и влажность воздуха. Для достижения наиболее долгого срока службы необходимо следить за временем работы лампы, так как при продолжительной работе нить накала под действием высокой температуры нагрева постепенно испаряется, уменьшаясь в диаметре, вследствие чего лампа может перегореть. Чем выше температура нагрева нити, тем больше света излучает лампа и, тем самым, быстрее протекает процесс испарения вольфрама и сокращается срок службы.

2. Расчётная часть

2.1 Расчёт времени отжига

Для расчёта времени отжига нам необходимо знать верхнюю и нижнюю границу отжига, а также термостойкость стекла. Эти данные можно взять из таблицы №2.1

Табл. №2.1

Группа стекла Марка стекла

Верхняя граница отжига Tв, 0С

Нижняя граница отжига Tн, 0С

Термостойкость, T, 0С

Вольфрамовая СЛ 40 550 430 200
Молибденовая СЛ 52 535 410 180
Платинитовая СЛ 96 520 410 110
СЛ 97 505

Для изготовления лампы накаливания общего назначения В 220 – 25 используют марку стекла СЛ 96-1. Следовательно, верхняя граница отжига Тв = 520 0С, нижняя граница – Тн = 410 0С, термостойкость - Т = 110 0С, толщина стенки лампы а = 0,1 см.

Отжиг лампы складывается из следующих операций: нагрев (1), отжиг (2), постепенное охлаждение (3) и быстрое охлаждение (4) (рис. 2.1).


Для того чтобы найти общее время отжига нужно знать время этих операций. Для этого с помощью формул (2.1), (2.2), (2.3), найдем сначала скорости нагрева (С1) и скорости охлаждения (С3 и С4), скорость второй операции С2 = 0


, (2.1)


, (2.2)


, (2.3)


где: скорости нагрева и охлаждения, 0С/мин.

Проведём расчёты по этим формулам:

С1 = (0,3/0,12)*110; С1 = 3300 0С/мин

С3 = (0,075/0,12)*110; С3 = 825 0С/мин

С4 = (0,5/0,12)*110; С4 = 5500 0С/мин

Теперь, зная значение C1 , C3 , C4 можно найти время этих операций по следующим формулам:


, (2.4)


, (2.5)


, (2.6)


, (2.7)


Найдём значения времени для каждой операции:

t1 = (520 – 25)/3300; t1 = 0.15 мин

t2 = 10 + 10*0.12; t2 = 10.1 мин

t3 = (520 – 410)/825; t3 = 0.13 мин

t4 = (410 – 25)/5500; t4 = 0.07 мин

Следовательно, общее время обжига можно рассчитать по формуле:


t = t1 + t2 + t3 + t4 , (2.8)


t = 0.15 + 10.1+0.13+0.07; t = 10.45 мин


На основании этих данных построим график зависимости времени отжига колбы от температуры (рис. 2.2)



2.2 Расчёт времени заварки ламп.


Заварка ламп является основной сборочной операцией при изготовлении ламп. Она заключается в герметичном соединении собранной ножки с колбой. Процесс заварки ламп заключается в постоянном разогреве стекла горла колбы до температуры обработки. Подробнее об этом процессе написано в пункте 3.10 данного курсового проекта.

Для расчёта времени необходимого для проведения заварочной операции пользуются следующими формулами:

  1. количество теплоты, передаваемое поверхности стекла изделия от газовой горелки определяется:


Qист = ( Tист – Тст)*F* 


где: - коэффициент стеклоотдачи, кал*см2*с*К;

Тист – температура источника нагрева, 0С;

Тст – температура стекла,0С;

F – площадь, 0С;

- время нагрева, с.


  1. количество теплоты, которое проходит от наружной поверхности стекла к внутренней в результате теплопроводности:


Q = *( Tст – Tст’’) *F*a , (2.10)

где: - коэффициент теплопроводности, кал*с-1-1*см-1;

Тст – температура внешней поверхности стенки, 0С;

Тст’’ – температура внутренней поверхности изделия, 0С;

а – толщина стенки изделия, см.

3) количество теплоты, необходимое для нагрева изделия:


Qт = m*c*( T – T0 ), (2.11)


где: m – масса нагреваемого стекла, г;

с – удельная теплоёмкость, кал*г-1-1;

Т – температура до которой необходимо нагреть изделие, 0С;

Т0 – температура окружающей среды, 0С.

  1. Количество теплоты, которое подходит к внутренней поверхности стекла должно быть равно количеству, необходимому для нагрева:


Qт = Q (2.12)


Из уравнения (2.12) можно найти время заварки:


 


Площадь поверхности F находится по следующей формуле:


F = dг*h , (2.14)


где: dг – диаметр горловины, см;

h – ширина зоны заварки, см.

Объём колбы рассчитывается по формуле (2.15)


(2.15)


Найдём из формул (2.14) и (2.15) объём и площадь:

F = 3.14*3.6*0.3; F = 3.39 см2

V = 3.14* 0.3*(3.62 – (3.6 – 0.1)2)/4; V = 0.167 см3

Массу стекла можно найти по следующей формуле:


m = V, (2.16)


где: - плотность стекла, г/см3

Масса стекла будет равна:

m = 2.5*0.167; m = 0.418 г

Подставляя в формулу (2.13) данные, получаем:

= 0.418*0.15*(1000-25)*0.1/0.0019*(1000-900)*3.39; = 9,49 с.

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСК АЯ ЧАСТЬ


3.1 Схема технологического процесса




Рис. 3.1 Схема технологического процесса изготовления лампы накаливания


3.2 Изготовление вводов

Важными заготовительными операциями в электроламповом производстве являются операции по изготовлению вводов и цоколей для ламп. При этом используются различные способы обработки металлических деталей.

Ввод является конструктивным элементом источника света, предназначенным для электрического соединения цепей от внешнего источника питания с электродами (телом накала, катодом, анодом), помещёнными внутри колбы лампы.

Вводы должны удовлетворять следующим требованиям: быть достаточно простыми в конструктивном отношении, технологичными, иметь достаточную механическую прочность, обеспечивать пропускание электрического тока требуемой силы и вакуумную плотность соединения со стеклом во всём диапазоне температур при изготовлении и работе лампы.

Конструкция и материалы ввода определяются маркой стекла, а также типом источника света – его мощностью, областью применения, конструкцией и т.п. Вводы могут быть однозвенными, состоящими из одного металла или сплава, взятого в виде отрезка прутка, проволоки или ленты, или многозвенными, состоящими из двух или более звеньев – отрезков разнородных металлов или сплавов.

Однозвенные вводы применяются для миниатюрных, сверхминиатюрных, самолётных, сигнальных и некоторых других специальных ламп. Многозвенные, в основном, трёхзвенные, вводы широко применяются для массовых ламп, а также многих типов ламп специального назначения.

Изготовление платинитовых вводов.

Платинитовые вводы изготавливаются из отдельных отрезков проволок с помощью газовой или электрической сварки. Рассмотрим отдельно технологический процесс электросварки вводов.

Электрическая (конденсаторная сварка) – это вид сварки, являющийся наиболее массовым и распространённым при изготовлении вводов.

Автомат электросварки типа ЛА-8 представляет собой четырёхпозиционную машину последовательного действия, в которой позиционный барабан переносит одно из звеньев ввода из позиции в позицию, и к нему поочерёдно привариваются другие звенья.

Процесс сварки осуществляется путём оплавления соударяющихся концов двух проволок энергией разряда батареи конденсаторов. При ударной сварке свариваемые детали сначала включаются под электрическое напряжение сварочной установки, а затем производится соударение обеих деталей. Процесс ударной сварки делится на три последовательно протекающие стадии.

В первой стадии при соударении свариваемых деталей возникает ток короткого замыкания, который производит мгновенный интенсивный разогрев свариваемых поверхностей с резким возрастанием давления и взрывообразном выплеском мелких металлических капель.

Во второй стадии происходит оплавление свариваемых поверхностей обеих деталей дуговым разрядом. Дуговой разряд продолжается до вторичного соприкосновения свариваемых деталей, наступающего после того, как сила подачи подвижной детали преодолеет силу отдачи.

Таким образом, с наступлением вторичного соприкосновения свариваемых деталей дуговой разряд переходит снова в короткое замыкание.

В третьей стадии происходит механическая осадка разогретых и оплавленных торцов обеих деталей с выплеском расплавленных частиц из сварного стыка.

Технологический процесс электросварки вводов показан на рис. 3.2

Изготовление трёхзвенных вводов начинается с рихтовки медной проволоки (операция 1), подачи на необходимую длину с одновременным центрированием (операция 2), зажима в губках корпуса позиционного барабана (операция 3 на позиции I), отрезки медного звена (операция 4).




Рис. 3.2 Технологический процесс электросварки вводов

Барабан, поворачиваясь на 90 0, переносит медное звено в позицию II сварки с платинитом (зона нижней сварки). К этой позиции подаётся отрихтованный (операция 1) и просушенный в электроспирали подогрева (операция 2) платинит, установленный на линии сварки с помощью направляющей вилки (операция 4) и центрального зажима (операция 5); одновременно просекатель, электрически соединённый с конденсаторами, прижимается к платиниту (операция 6), просекая слой буры. На позиции II резким перемещением производится сближение концов меди и платинита. Между ними возникает электрический разряд, сваривающий эти два звена (операция 7). После отрезки платинита на заданную длину (операция 8) и отвода платинита назад (для увеличения зазора в месте резки) следует второй поворот барабана на 900. В позиции III специальной оправкой звено палтинита подгибается к оси вращения позиционного барабана для облегчения его центровки в позиции IV. После третьего поворота барабана платинит, сваренный с медью, устанавливается в позиции IV сварки с никелем (зона верхней сварки)

Отрихтованная никелевая проволока (операция 1) подаётся (операция 2) к этой позиции и после центровки (операция 3) зажимается в рычаге-державке никеля и отрезается на заданную длину (операция 4) с последующим отводом отрезанного звена от ножа на 0,8 – 1,0 мм. Резким движением рычага-державки в сторону позиционного барабана (операция 6) сближаются концы платинита и никеля, между ними возникает электрический разряд, производящий сварку. Перед четвёртым поворотом губки корпуса открываются (операция 7) и готовой ввод захватывается съёмником (операция 8), сбрасывающим его в лодочку, установленную перед барабаном.

Таким образом, за полный оборот барабана получаются четыре готовых ввода.

Автомат имеет производительность 105-130 шт/мин и рассчитан на изготовление электродов диаметром никелевого звена до 1,2 мм, медного – до 0,6 м , платинитового – до 0,5 мм и длиной одного из звеньев не более 75 мм.

3.3 Изготовление крючков

Молибден принадлежит к числу редких тугоплавких металлов. Отечественная промышленность выпускает молибденовую проволоку 1 и 2 классов. Проволоку класса 2 с допуском на вес отрезка 3% применяют для изготовления держателей тела накала, впаев в тугоплавкое стекло и нагревательных элементов высокотемпературных электрических печей.

На предприятиях металлургической промышленности обогащённую руду обжигают в пламенных печах с одновременной подачей воздуха. Полученный продукт – молибденовый ангидрид, очищают от примесей.

Сначала заготовительный элемент просеивают, сушат в сушильном шкафу и снова просеивают. Полученный однородный по зернистости сухой порошок прокаливают при 500 0С в электрической печи.

Очищенный просеянный зеленоватый порошок молибденового ангидрида восстанавливают водородом в трубчатых печах с передвигающимися лодками.

Восстановленный порошок молибдена просеивают через сито, перемешивают в смесителе, увлажняют смесью глицерина и спирта и прессуют.

Прессованные штабики подвергают операциям предварительного спекания при 1100-1200 0С и окончательного спекания в одну стадию при токе, равном 90 % тока переплавки. Спекание в вакууме позволяет получить более пластичный и однородный по структуре и механическим свойствам металл.

Ковку молибдена ведут на ротационных ковочных машинах до d = 2,5 мм. Волочение проволоки с применением смазки ведут на блочном стане до d = 1,35 мм и на машинах многократного волочения до выходного диаметра.

Электролитическая очистка

Тянутая молибденовая проволока покрыта плотной чёрной оболочкой, состоящей из графитовой смазки, окислов молибдена и мелкораздробленного металлического молибдена, содранного с поверхности проволоки волоками. Эту оболочку удаляют одним из двух способов: электролитическим травлением в растворах щёлочи и термической обработкой в увлажнённом водороде. При первом способе механические свойства проволоки не изменяются, а при втором – изменяются. Первым способом очищают проволоку для керна, а вторым – для держателей электродов.

Установку электролитной очистки можно питать постоянным или переменным током. При питании постоянным током, очищаемая проволока может быть присоединена к положительному и отрицательному полюсу. На установках электролитической очистки переменным током, проволоку перематывают через четыре секции ванны с проточным электролитом, циркулирующим при помощи центробежного насоса.

Электролитической обработкой проволоки не только удаляют окисло-графитную плёнку, но и частично стравливают верхний слой металла.


Препарирование

Молибденовую проволоку для держателей отжигают в водороде или препарировочном газе с целью придания ей требуемых механических свойств и очистки от графита, окислов и поверхностных загрязнений.

Установка отжига представляет собой колпак, внутри